14 Demikian proses ini berjalan terus sampai akhirnya mencapai titik
kesetimbangan E = .
Namun proses itu dapat terjadi jika pada kumparan medan generator induksi terdapat magnet sisa. Jika tidak terdapat magnet sisa maka generator
induksi harus dioperasikan sebagai motor terlebih dahulu. Ketika mesin induksi dioperasikan sebagai motor, maka mesin induksi akan menginduksikan gaya
gerak listrik pada rotor. Gaya gerak listrik yang terinduksi pada rotor akan mengalirkan arus pada kumparan medan sehingga terbentuk medan magnet dan
akhirnya motor berputar. Prinsip kerja motor induksi tidak dijelaskan secara detail disini.
Ketika motor telah beroperasi, maka kecepatan putar rotor akan lebih kecil dari kecepatan sinkronnya. Pada saat kecepatan motor sudah tinggi maka
penggerak mula dinyalakan. Ketika penggerak mula dinyalakan, kecepatan penggerak mula harus lebih besar dari kecepatan sinkronnya. Pada saat itu pula
suplai daya yang diberikan untuk mengoperasikan motor dimatikan, dan pada terminal langsung dihubungkan pada beban. Putaran penggerak mula harus searah
dengan arah putaran motor induksi. Ketika suplai daya dimatikan, maka kapasitor akan bekerja untuk menyalurkan daya reaktif dan menjaga kecepatan sinkronnya.
Suplai daya reaktif yang disalurkan harus tepat untuk dapat membangkitkan tegangan yang ditentukan.
2.5 Rangkaian Ekivalen Generator Induksi
Rangkaian ekivalen generator induksi berpenguatan sendiri hampir sama dengan rangkaian ekivalen generator tanpa penguatan, hanya saja ada
Universitas Sumatera Utara
15 penambahan kapasitor pada sisi statornya. Rangkaian ekivalen generator induksi
berpenguatan sendiri ditunjukkan pada Gambar 2.10.
Gambar 2.10 Rangkaian ekivalen generator induksi berpenguatan sendiri Dimana:
= Resistansi stator = Reaktansi stator
= Resistansi rotor = Reaktansi rotor
= Reaktansi magnetisasi = Reaktansi kapasitor eksitasi
S= Slip = Arus rotor
= Arus beban = Arus magnetisasi
V= Tegangan keluaran Dari rangkaian ekivalen generator induksi berpenguatan sendiri Gambar
Universitas Sumatera Utara
16 2.9, hubungan antara tegangan keluaran dengan arus stator diperlihatkan pada
persamaan berikut V=
2.2 2.3
2.4 Dimana:
V = Tegangan keluaran generator Volt ggl induksi yang dibangkitkan pada sisi stator Volt
= ggl yang dibangkitkan disisi rotor Volt
Arus stator Ampere
2.6 Kapasitor Eksitasi
Dalam proses eksitasinya generator induksi membutuhkan daya reaktif untuk membangkitkan tegangannya. Jika generator induksi terhubung dengan
sistem tenaga listrik maka daya reaktif yang dibutuhkan akan disuplai langsung oleh sistem. Tetapi jika generator induksi tidak terhubung dengan sistem atau
bekerja sendiri maka generator induksi membutuhkan sumber daya reaktif untuk menyuplai kebutuhan daya reaktifnya. Untuk itu dipasang kapasitor sebagai
penyuplai daya reaktifnya yang dipasang pada terminal generator.
2.6.1 Penggunaan Kapasitor Eksitasi
Kapasitor eksitasi dipasang untuk dapat menyuplai daya reaktif yang diperlukan generator induksi. Kapasitor ini dipasang paralel pada terminal
keluaran generator induksi. Eksitasi dibutuhkan untuk dapat membangkitkan
Universitas Sumatera Utara
17 tegangan listrik. Dengan adanya eksitasi yang mencukupi, juga akan menambah
efesiensi dan faktor daya, regulasi tegangan yang kecil dan akan meningkatkan perfomansi dari generator induksi.
2.6.2 Kapasitansi Minimum
Besarnya kapasitansi dari kapasitor eksitasi sangat berpengaruh pada proses pembangkitan tegangan pada generator induksi. Untuk dapat
membangkitkan tegangan, nilai dari kapasitor harus lebih besar dari nilai kapasitansi minumum dari generator induksi untuk proses eksitasinya. Apabila
kapasior yang dipasang lebih kecil dari kapasitansi minimumnya maka tegangan tidak dapat dibangkitkan.
Cara menentukan kapasitansi minimum dari generator induksi ialah dengan menggunakan karakteristik magnetisasi dari mesin induksi saat beroperasi
sebagai motor induksi. Karakteristik magnetisasi ini didapat dengan mengoperasikan motor induksi pada kondisi beban nol. Pada kondisi beban nol,
arus yang mengalir pada kapasitor akan sama dengan arus magnetisasi
. Tegangan V yang dihasilkan akan meningkat secara linier hingga titik saturasi
dari magnet inti tercapai. Sehingga dalam kondisi stabil 2.5
2.6
2.7
Dalam kondisi beban nol motor induksi, dapat dihitung besar nilai reaktansi magnetisasi
dengan memberikan catu tegangan V kemudian mengukur besar arus magnetisasinya.
Universitas Sumatera Utara
18
2.8
2.9 Substitusikan persamaan 2.8 ke dalam persamaan 2.9
I = C =
2.10 Persamaan ialah nilai masing-masing kapasitansi apabila eksitasi
dihubungkan secara bintang atau delta 2.11
Pada sistem tiga fasa, kapasitor eksitasi dapat dihubungkan secara bintang atau secara delta. Hubungan bintang tidak dianjurkan untuk dihubungkan dengan
generator karena hubungan bintang memiliki titik netral yang akan meningkatkan rugi-rugi.
Gambar 2.11 Hubungan bintang dan delta kapasitor eksitasi Hubungan antara hubungan bintang dan delta adalah sebagai berikut :
Universitas Sumatera Utara
19 2.12
2.13
2.14 Besarnya kapasitansi dapat dirumuskan sebagai berikut
C= 2.15
2.16 Substitusikan persamaan 2.16 pada persamaan 2.14
2.17
Berdasarkan persamaan-persamaan diatas, kapasitor eksitasi akan lebih baik jika menggunakan hubungan delta. Hal itu dapat dilihat pada persamaan
2.17, jika dihubungkan delta besar kapasitansinya sebesar sepertiga dari besar kapasitansi jika dihubungkan bintang. Dan berdasarkan persamaan 2.12, kapasitor
eksitasi apabila dihubungkan dengan hubungan delta maka kapasitor eksitasi dapat beroperasi pada tegangan yang lebih besar.
Universitas Sumatera Utara
20
2.7 Pembebanan 2.7.1 Jenis-Jenis Beban
